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HPS教育模式在中学物理习题课中的实践研究
□广东省广州市增城区高级中学 蒋卓成
  一、引言
  在物理教学中,习题课发挥着至关重要的作用。然而,传统的习题教学模式在提升学生核心素养方面存在明显不足。20世纪80年代在西方兴起的HPS教育模式,在科学教育领域取得了显著成效。将HPS教育模式引入中学物理习题课教学,无疑是一种创新且富有潜力的实践探索。
   二、研究背景
  随着我国新课程改革的不断深入,中学物理课程理念也迈入了创新的新阶段,提高全体学生的物理核心素养,已成为当前中学物理课程实施的核心目标。HPS教育模式旨在通过科学史(History)、科学哲学(Philosophy)和科学社会学(Sociologyof science)的融合,提升公民的科学素养。对于中学物理而言,高质量的习题课是实现这一目标的关键环节,它不仅体现了立德树人的教育理念,还契合了国家培养创新型人才的主攻方向,同时也是核心素养视角下贯彻HPS教育理念的创新实践。
  三、核心素养视域下的HPS教育模式概述
  (一)HPS教育模式简介
  自20世纪80年代以来,科学建构主义理论在教育领域得到了广泛传播,HPS教育模式逐渐成为国内外科学教育改革关注的热点之一。该模式从历史、哲学、科学社会学三个维度出发,为公民描绘出一幅在人文社会科学视角下认识和理解科学的清晰蓝图。
  (二)HPS教育模式与物理核心素养的关系
  《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》整合了旧的三维目标,凝练出物理学科的核心素养,即物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。
  物理核心素养的主要内容与HPS理念高度契合。在HPS教育模式指导下的物理教学,以物理知识和物理规律的产生与发展历程为基础,结合学生已有的知识经验和能力发展水平,有机融入历史学、社会学、哲学等多方面的内容,重现科学探究过程。在这一过程中,物理学史的融入有助于提炼和形成物理观念,物理观念与规律的得出又进一步丰富了物理学史的内容;科学哲学思想的引入旨在更好地激发学生的科学思维,促进科学探究能力的提升;科学社会知识的涉猎则能通过潜移默化的方式影响学生的科学态度,培养其责任感和使命感。

   四、传统教学模式下中学物理习题课的不足
  在中学物理教学中,习题教学占据着极为重要的地位。有效的习题教学能够显著提升学生的逻辑思维能力,增强学生解决问题的能力。然而,受应试教育理念的影响,教师往往过于注重以题量为主的解题训练,导致习题教学沦为频繁的解题练习,使学生陷入题海战术的困境,忽视了学生核心素养的全面培养。
   五、高质量中学物理习题课各阶段的特征
  (一)入题阶段
  学生需要具备问题的识别与分析能力,能够对题目信息进行抽象和概括,并在头脑中构建出真实的物理情境。同时,学生还需恰当地选择研究对象,尽可能挖掘出问题中隐含的条件。
  (二)模型归纳与构建阶段
  在了解题目情境后,学生能否顺利从已掌握的物理模型中提取出符合题目要求的物理模型,成为问题能否得到有效解决的关键。从本质上讲,解决实际问题时,学生通常是在“问题原型”的启发下展开思路的。
  (三)策略选择与思维升华阶段
  面对全新的物理问题,学生往往会感到无从下手。此时,学生的做题习惯和思考方式将直接影响策略的选择。如果学生具备探究与创新精神、批判性思维能力,并能够顺利开展合作交流活动,那么他们在解决物理问题的过程中将更加游刃有余。
  综合上述对中学物理习题课的分析,作者认为,为了充分发挥HPS教育模式在推动学生物理核心素养培育方面的积极作用,中学物理教师可以尝试采用以下几种教学策略,并将其运用到实践教学中。
  六、HPS教育模式下构建高质量中学物理习题课的策略
  (一)加强学生课内外物理学史的阅读
  鼓励学生广泛阅读物理学史相关书籍,重现物理探究过程。通过科学家们发现、总结、归纳物理规律的故事,逐步培养学生提炼故事主旨的能力,进而提升学生对物理问题抽象、概括和提炼的能力。
  (二)紧扣课标要求,向学生传递科学的方法论
  首先,对课程标准中的课程内容进行HPS内容分析,按照HPS教育模式的核心内涵进行分类整理,从而更加全面、具体地把握课程标准中隐含的HPS教育内容要求。其次,科学的方法论包括科学研究方法的实证性、预见性以及数学工具的应用。广大物理教师在教学过程中应时刻注重思维的缜密性和逻辑性,充分体现科学中的哲学思想,培养学生爱思辨、敢于批判的思维习惯。
  (三)牢记立德树人总方针,贯彻落实科学服务社会、科学造福人民的理念
  教师在选择习题时,应关注物理情境与社会情境的结合,尽量选择与国家科技发展前沿、实际生活场景和社会热点话题相关的习题。这样既能让学生在充实而有趣的物理情境中解决问题,又能帮助学生树立“为国家科学技术进步而奋斗”的信念,达到课程思政、升华课堂主题的效果。
   七、结语
  HPS教育模式为习题教学提供了一套可行的教学程式。教师将物理知识的逻辑展开与物理学发展史有机结合,为习题教学过程提供解决问题的情境,将知识的学习转化为历史上的科学家与今天的学习者之间的对话。让学生从物理学家的视角去发现知识、感知科学的发展,从而达到“课已尽而意无穷”的境界。最终,这种教学模式能够最大限度地提升习题课的质量,培养学生的核心素养,为学生的全面发展奠定坚实基础。

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